Bioeconomy Science Center
Forschung und Kooperation für nachhaltige BioÖkonomie

Bioeconomy Science Center
Forschung und Kooperation für nachhaltige BioÖkonomie

Prof. Wulf Amelung | Universität Bonn | Bodenwissenschaften

Forschungsthemen und Profil (mit Bezug zur Bioökonomie)

Die Forschung am Institut widmet sich den wissenschaftlichen Grundlagen für eine nachhaltige Produktion nachwachsender Rohstoffe. Es sind drei Arbeitsbereiche, die diese Forschungen prägen, und welche wir damit ins BioSc einbringen:

  1. Terrestrische Biogeogechemie
    Hier erforschen wir die raumzeitlichen Muster von Bodennährstoffen (v.a., N, P, S, Spurenelemente) im Boden-Pflanzenraum und Agrarsystemen. Im Vordergrund stehen Fragen, welche Prozesse die Bioverfügbarkeit und –Zugänglichkeit von Nährstoffen regulieren, wie effizient diese Nährstoffe im Ökosystem rezykliert werden können, und welche Kopplungsmechanismen wirken. Dies liefert Einblicke in die Umweltreaktion, Vulnerabilität und Resilienz von Pflanzenproduktionssystemen bei unterschiedlichem Management. Gemeinsam mit anderen Arbeitsbereichen der Agrosphäre untersuchen wir schließlich die Rückkopplungen dieser Stoffflüsse mit dem Klima, dem Untergrund und mit benachbarten Ökosystemen. Ziel jüngerer Projekte ist, die Mechanismen zu verstehen, mit welchen sich degradierte Ökosysteme regenerieren lassen.
  2. Umweltrisikoanalyse von Schadstoffen
    Häufig sind Einträge von Schadstoffen in Ökosysteme nicht zu vermeiden, z.B. zur Sicherung der Erträge, zur Prophylaxe in der Tierzucht, aber auch im Rahmen von Bewässerungsmaßnahmen. Wir untersuchen in diesem Rahmen die Bioverfügbarkeit und Mobilität von prioritären Schadstoffen im Boden, v.a. von Antibiotika, aber auch von anderen Arzneistoffen, Pflanzenschutzmitteln, Hormonen und Schwermetallen.
  3. Sensorische Erfassung von Nährstoffen im Boden
    Häufig bestimmt nicht ein Nährstoff alleine das Pflanzenwachstum und den C-Haushalt in Ökosystemen. Zum Verständnis der raumzeitlichen Muster unterschiedlicher Nährstoffdynamiken sind allerdings eine Vielzahl von Analysen notwendig. Um diese rasch und genau zu bewältigen, arbeiten wir mit verschiedenen spektroskopischen Sensortechniken (MIRS, NIR, Raman, Gamma-Spektroskopie). Mittels moderner multivariater statistischer Analysetechniken werden die Signale für einzelne Bodeninhaltstoffe aus dem Rauschen isoliert und von Störsignalen (Feuchte, Bodenrauhigkeit u.a.) getrennt.

Beiträge zum BioSC

Für eine möglichst nachhaltige pflanzliche Bioproduktion nachwachsender Rohstoffe ist es essenziell, dass Nährstoffe im Boden effizient genutzt und möglichst vollständig im System rezykliert werden. Zugleich gilt es, Risiken durch Einträge von Schadstoffen zu kennen und zu minimieren. Langfristiges Ziel muss sein, die ökologischen Dienste der Pflanzenproduktionssysteme nicht nur zu erfassen, zu überwachen und zu sichern, sondern auch zu regenerieren. Im Detail widmet sich das Institut folgenden BioSc-relevanten Themen:

  • C-Sequestration im Boden durch verschiedene Anbautechniken und organische Reststoffe
  • Düngernutzungseffizienzen (v.a. von N, P, S) und Umweltverhalten von Wirtschaftsdüngern
  • Bioverfügbarkeit und –zugänglichkeit von Nährstoffen in der Rhizosphäre
  • Umweltrisiken durch Pflanzenschutzmittel und andere Schadstoffe
  • Monitoring der Elementflüsse in Ökosystemen (TERENO)
  • Sensorische Erfassung von Nährstoffmustern im Boden
  • Regeneration von (Agrar-)Ökosystemen

Homepage der Core Group Prof. Amelung